超短脉冲光纤激光器及其放大系统广泛应用于各种前沿领域,如THz的激发、微观世界及超快过程的研究等。产生于光纤放大器正常色散区的自相似抛物脉冲,以其独特的传输特性引起了越来越多的关注,自相似脉冲具有抵御脉冲分裂的能力,其形状为抛物线型,并具有严格的线性啁啾。自相似脉冲特性只由初初始脉冲能量及光纤参数决定,而与初始脉冲参数无关。自相似脉冲的线性啁啾特性应用于脉冲压缩,可以获得比入射脉冲更短的超短光脉冲。本文引用了自相似理论模型,分析了初始脉冲参数对自相似脉冲演化的影响,得出了自相似放大系统的参数设计标准,在本实验室内搭建了飞秒脉冲光纤放大系统,通过系统的测试与分析,证实了此系统的工作原理与理论模型是吻合的,为该理论模型的进一步应用奠定了基础。本文主要内容如下:1、综述了超短脉冲及其放大系统的发展现状,详细比较了各种系统的特点,着重论述了自相似脉冲放大系统的特性。2、引用基于NLSE和G-L方程的自相似脉冲理论模型,得出了自相似抛物脉冲的渐近解。3、比较了NLSE自相似模型与G-L方程自相似模型渐近解的适用性,分析了偶极子弛豫时间、三阶色散、初始脉冲参数及增益窄化效应对自相似脉冲演变的影响,得到了输入脉冲向自相似抛物脉冲演化的最佳脉冲参数,确定了自相似放大系统参数的设计标准,并通过数值模拟和实验分析证明了这一标准的正确性。4、以自相似脉冲放大系统参数设计标准为基础,搭建了飞秒脉冲光纤放大系统,通过实验结果与理论结果的对比,分析了不同因素对输出脉冲的影响,验证了自相似放大模型的可行性及设计标准的正确性;并对放大系统进行了群速度色散补偿,最后得到了脉宽为113 fs、功率为500mW的超短脉冲。